浅谈风对建筑的破坏作用.docx

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1、浅谈风对建筑的破坏作用近年来，随着经济的发展，人们对建筑物的各方面提出了更高的要求。其中风对建筑的影响是不可忽略，尤其在大型建筑，如桥梁等大跨度结构。也由此建立了结构抗风的研究。 风对构筑物的作用从自然风所包含的成分看包括平均风作用和脉动风作用，从结构的响应来看包括静态响应和风致振动响应。平均风既可引起结构的静态响应，又可引起结构的横风向振动响应。脉动风引起的响应则包括了结构的准静态响应、顺风向和横风向的随机振动响应。当这些响应的综合结果超过了结构的承受能力时，结构将发生破坏。本文从高层建筑和桥梁两方面简单介绍风对建筑的破坏作用。一

2、风对高层建筑的影响风荷载是衡控制高层建筑结构刚度和强度的重要荷载之一。由于高层建筑广泛使用全钢架结构和大面积玻璃幕墙，使得结构的柔性增加，阻尼变小，结构的自振周期与长的风速周期较远。所以风对高层建筑的影响很大。在建筑物的迎风面产生压力(气体流动产生的阻力),包括静压力和动压力;在横风向产生横风向干扰力(气体流动产生的升力);空气流经建筑物后产生的涡流干扰力(包括背风向的吸力)。这些风荷载随着风的速度、风的方向、风本身的结构及作用的建筑物的体型、面积、高度、作用的位置和时间不停地变化,而建筑物在风荷载作用下产生的运动反过来又会影响风场

3、的分布状况,这种相互作用使风荷载更加复杂。一般来说,风对建筑物的作用有以下特点:(1)风对建筑物的作用力包含静力部分和动力部分,且分布不均匀,随作用的位置不同而变化;(2)风对建筑物的作用与建筑物的几何外形有直接关系,主要指建筑物的体型和截面的几何外形;(3)风对建筑物的作用受建筑物周围的环境影响较大。周围环境的不同会对风场的分布影响很大;(4)与地震相比较,风力作用持续时间较长,有时甚至几个小时,同时作用也频繁。对于建筑结构来说,其风效应包括:结构的平均风静力反应、脉动风振反应、旋涡干扰风振反应及结构的自激振动反应。二风对桥梁的影

4、响桥梁的风毁事故最早可以追溯到1818年，苏格兰的DryburghAbbey桥首先因风的作用而遭到毁坏。之后，英国的Tay桥因未考虑风的静力作用垮掉，造成75人死亡的惨剧。但直到1940年，美国华盛顿新建成的TacomaNarrows悬索桥，在不到20m/s的风速作用下发生了强烈的振动并导致破坏（见图1），才使工程界注意到桥梁风致振动的重要性。现代桥梁抗风研究自此开始。众所周知，桥梁是一种在风荷载作用下容易产生变形和振动的柔性结构，而且桥梁一般修建在江河、海峡等风速较大的区域。风对桥梁的作用是一个十分复杂的现象，它受到风的自然特性、

5、结构动力性能以及风与结构的相互作用三方面的制约。由于地表的起伏和各种建筑物的影响，使得近地风的风速和风向及其空间分布都是非定常的（即随时间变化的）和随机的。当这种带有脉动成份的风绕过非流线形截面的桥梁结构时，就会产生旋涡和流动分离，形成复杂的空气作用力。这种作用力可能引起桥梁的振动，而桥梁结构的振动又将引起流场的改变，这种相互作用的机制使得问题更加复杂。综上所述，结构抗风设计是建筑设计时必不可少的项目，而今年结构抗风领域研究也不断的有新的突破。相信有人们的努力，将会创造一个又一个建筑史上的奇迹。